Fenomén gravitácie je zákonom univerzálnej gravitácie. Dve telesá na seba pôsobia silou, ktorá je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi a priamo úmerná súčinu ich hmotností.
Matematicky môžeme tento veľký zákon vyjadriť vzorcom
Gravitácia pôsobí vo vesmíre na obrovské vzdialenosti. Newton však tvrdil, že všetky objekty sa navzájom priťahujú. Je pravda, že akékoľvek dva predmety sa navzájom priťahujú? Len si to predstavte, je známe, že Zem vás priťahuje sediacich na stoličke. Zamysleli ste sa však niekedy nad tým, že počítač a myš sa navzájom priťahujú? Alebo ceruzku a pero na stole? V tomto prípade dosadíme do vzorca hmotnosť pera, hmotnosť ceruzky, vydelíme druhou mocninou vzdialenosti medzi nimi, berúc do úvahy gravitačnú konštantu, získame silu ich vzájomnej príťažlivosti. Vyjde však tak malý (kvôli malým hmotám pera a ceruzky), že jeho prítomnosť necítime. Iná vec je, keď ide o Zem a stoličku, alebo Slnko a Zem. Hmotnosti sú výrazné, čo znamená, že už vieme vyhodnotiť pôsobenie sily.
Zamyslime sa nad zrýchlením voľného pádu. Toto je pôsobenie zákona príťažlivosti. Pôsobením sily telo mení rýchlosť, čím pomalšie, čím väčšia je hmotnosť. Výsledkom je, že všetky telesá padajú na Zem s rovnakým zrýchlením.
Čo je príčinou tejto neviditeľnej jedinečnej sily? Dodnes je existencia gravitačného poľa známa a dokázaná. Viac o povahe gravitačného poľa sa dozviete v doplnkovom materiáli k téme.
Zamyslite sa nad tým, čo je gravitácia. Odkiaľ to je? čo predstavuje? Nemôže sa predsa stať, že sa planéta pozerá na Slnko, vidí, ako ďaleko je vzdialené, vypočítava prevrátenú druhú mocninu vzdialenosti v súlade s týmto zákonom?
Smer gravitácie
Sú dve telesá, povedzme teleso A a B. Teleso A priťahuje teleso B. Sila, ktorou teleso A pôsobí, začína na telese B a smeruje k telesu A. To znamená, že "berie" teleso B a ťahá ho k sebe. . Telo B „robí“ to isté s telom A.
Každé telo priťahuje Zem. Zem „berie“ telo a ťahá ho smerom k jeho stredu. Preto bude táto sila smerovať vždy kolmo nadol a pôsobí od ťažiska tela, nazýva sa to gravitácia.
Hlavná vec na zapamätanie
1) Zákon a vzorec;
2) Smer gravitácie
Niektoré metódy geologického prieskumu, predpovede prílivu a odlivu a po novom aj výpočet pohybu umelých družíc a medziplanetárnych staníc. Skorý výpočet polohy planét.
Môžeme si sami pripraviť takýto experiment a neuhádnuť, či sú priťahované planéty, objekty?
Takáto priama skúsenosť Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) - anglický fyzik a chemik) pomocou zariadenia znázorneného na obrázku. Myšlienkou bolo zavesiť tyč s dvoma guľôčkami na veľmi tenkú kremennú niť a potom k nim priviesť dve veľké olovené guľôčky. Príťažlivosť guľôčok mierne skrúti vlákno - mierne, pretože sily príťažlivosti medzi bežnými predmetmi sú veľmi slabé. Pomocou takéhoto prístroja bol Cavendish schopný priamo zmerať silu, vzdialenosť a veľkosť oboch hmôt, a tak určiť gravitačná konštanta G.
Jedinečný objav gravitačnej konštanty G, ktorá charakterizuje gravitačné pole vo vesmíre, umožnil určiť hmotnosť Zeme, Slnka a ďalších nebeských telies. Preto Cavendish nazval svoj zážitok „vážením Zeme“.
Zaujímavé je, že rôzne fyzikálne zákony majú niektoré spoločné črty. Obráťme sa na zákony elektriny (Coulombova sila). Elektrické sily sú tiež nepriamo úmerné druhej mocnine vzdialenosti, ale už medzi nábojmi a mimovoľne vzniká myšlienka, že tento vzorec má hlboký význam. Doteraz nikto nedokázal predstaviť gravitáciu a elektrinu ako dva rôzne prejavy tej istej podstaty.
Sila sa tu tiež mení nepriamo so štvorcom vzdialenosti, ale rozdiel vo veľkosti elektrických síl a gravitačných síl je markantný. V snahe stanoviť spoločnú povahu gravitácie a elektriny nachádzame takú prevahu elektrických síl nad gravitačnými silami, že je ťažké uveriť, že obe majú rovnaký zdroj. Ako môžeš povedať, že jeden je silnejší ako druhý? Koniec koncov, všetko závisí od toho, čo je hmotnosť a aký je náboj. Pri hádke o tom, ako silná gravitácia pôsobí, nemáte právo povedať: „Vezmime si hmotu takej a takej veľkosti,“ pretože si ju vyberáte sami. Ale ak si vezmeme to, čo nám ponúka sama Príroda (jej vlastné čísla a miery, ktoré nemajú nič spoločné s našimi palcami, rokmi, našimi mierami), tak môžeme porovnávať. Zoberme si elementárnu nabitú časticu, ako je napríklad elektrón. Dve elementárne častice, dva elektróny, sa v dôsledku elektrického náboja navzájom odpudzujú silou nepriamo úmernou druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi a vplyvom gravitácie sa k sebe opäť priťahujú silou nepriamo úmernou druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi. vzdialenosť.
Otázka: Aký je pomer gravitačnej sily k elektrickej sile? Gravitácia súvisí s elektrickým odpudzovaním, rovnako ako jednotka s číslom so 42 nulami. Toto je hlboko zamotané. Odkiaľ môže pochádzať také obrovské číslo?
Ľudia hľadajú tento obrovský faktor v iných prírodných javoch. Prechádzajú všelijakými veľkými číslami a ak chcete veľké číslo, prečo si nezobrať povedzme pomer priemeru vesmíru k priemeru protónu – prekvapivo ide aj o číslo so 42 nulami. A hovoria: možno sa tento koeficient rovná pomeru priemeru protónu k priemeru vesmíru? Je to zaujímavá myšlienka, ale ako sa vesmír postupne rozpína, musí sa zmeniť aj gravitačná konštanta. Aj keď táto hypotéza ešte nebola vyvrátená, nemáme žiadne dôkazy v jej prospech. Naopak, niektoré dôkazy naznačujú, že gravitačná konštanta sa týmto spôsobom nezmenila. Toto obrovské číslo zostáva dodnes záhadou.
Einstein musel upraviť zákony gravitácie v súlade s princípmi relativity. Prvý z týchto princípov hovorí, že vzdialenosť x nemožno prekonať okamžite, zatiaľ čo podľa Newtonovej teórie sily pôsobia okamžite. Einstein musel zmeniť Newtonove zákony. Tieto zmeny, vylepšenia sú veľmi malé. Jedným z nich je toto: keďže svetlo má energiu, energia je ekvivalentná hmotnosti a všetky hmoty sa priťahujú, svetlo sa tiež priťahuje, a preto sa pri prechode okolo Slnka musí odkloniť. Takto sa to v skutočnosti deje. Aj gravitačná sila je v Einsteinovej teórii mierne upravená. Ale táto veľmi malá zmena gravitačného zákona stačí na vysvetlenie niektorých zjavných nepravidelností v pohybe Merkúra.
Fyzikálne javy v mikrokozme podliehajú iným zákonom ako javy vo svete veľkých meradiel. Vynára sa otázka: ako sa gravitácia prejavuje vo svete malých mierok? Na to odpovie kvantová teória gravitácie. Ale zatiaľ neexistuje kvantová teória gravitácie. Ľudia zatiaľ neboli veľmi úspešní pri vytváraní teórie gravitácie, ktorá by bola plne v súlade s kvantovo-mechanickými princípmi a s princípom neurčitosti.
